离心泵能否正常工作,建立在水泵良好工况点简直定,正确选择水泵的吸水条件,即在抽水历程中,泵内不产生汽蚀,更是重要的包管。而充实地利用水泵在不产生汽蚀情况下的最大吸水高度,对降低泵站埋深,节省土制作价有着重要的意义。一、离心泵的吸水性能1.压力变化sh型双吸清水离心泵运行中,由于叶轮的高速旋转,在其人口处造成了真空,水自吸水管端流入叶轮的进口。水从吸水管经泵壳流人叶轮的历程中,其绝对压力变化如图4?13所示,以吸水管轴线为相对压力的零线,则管轴线与压力线之间的高差表示了真空值的大小。图4?13中压力线表明沿着水流,其真空值逐渐增大,即绝对压力逐渐减少,进入叶轮后,在叶轮背面(即逆水面)靠近吸水口的k点处压力达到最低值,pk?pmin。接着,水流在叶轮中受到由叶片传来的机械能,压力快速上升。吸池塘水面上的压头pa/r和泵壳内最低压头pk/r之差用来支付:把液体提升hss高度;克服吸水管中水头损失∑hs:产生流速水头砂v[sub]1[/sub][sup]2[/sup]/29、流速水头差值(c[sub]0[/sub][sup]2[/sup]-v[sub]1[/sub][sup]2[/sup])/2g和供应叶片背面k点压力下降值aw;/29(该值由水泵的构造和工况决议的,一般不小于3m)。其公式表达为:pa/r-pk/r=(hss+v[sup]2[/sup][sub]1[/sub]/2g+∑hs)+(c[sub]0[/sub][sup]2[/sup]-v[sub]1[/sub][sup]2[/sup])/2g+λw[sup]2[/sup][sub]0式中pa/y?为吸池塘水面大大气的压力,mh2 0;pk/y?叶轮背面靠近吸水口压力达到最低值的k点的绝对压力,mh20;hss?吸水地形高度,m;v1?吸水管中流速,m/s;∑hs?吸水管水头损失,in;c0?0-0断面上的流速,m/s;λ?气穴系数(a?w丧/w;一l);w0?0-0断面上的相对速度,m/s。2.气穴和汽蚀如果isg、irg立式管道泵中最低压力pk降低到被抽升液体工作温度下的达到最高限度蒸汽压力(即汽化压力)pva时,泵壳内即发生气穴和汽蚀现象。起首水大量汽化,气泡随水流带人叶轮中压力生高的地区范围时,气泡俄然被四周水压压破,水流因惯性以高速冲向气泡中心,在气泡闭合区内产生强烈的局部水锤现象,其瞬间的局部压力,可以达到几十兆帕,此时可以听到气泡突破时炸裂的噪声,这种现象称为气穴现象。在叶片进口的壁面,金属表面蒙受着局部水锤作用,经过一段时期后,金属就产生委顿,金属表面开始呈蜂窝状,随之,应力更加集中,叶片出现裂缝和剥落。在此同时,由于水和蜂窝表面间歇接触之下,蜂窝的侧壁和底之间,产生电位差,导致电化腐蚀,使裂缝加宽,最后几条裂缝互相贯穿,达到纯粹蚀坏的程度,水泵叶轮进口端产生的这种效应称为"汽蚀"。当isw卧式管道离心泵发生汽蚀现象时,会造成水泵流量、扬程降低甚至停止出水及水泵报废。差别类型的水泵发生汽蚀时产生的影响是差别的,对ns。较低的水泵(如ns。100),因水泵叶片流槽狭长,很容易被气泡所拥塞,在出现汽蚀后,q-h,q-η曲线快速降落,对ns较高的水泵(ns 150),因流槽宽,不易被气泡拥塞,以是q?h,q一叩曲线先是逐渐下降,过了一段时间才开始俄然下落,正常输水破坏。&nb不锈钢泵sp;二、水泵最大安装高度泵房内的地坪标高取决于水泵的安装高度,为了包管泵站安全供水,同时节省土制作价,应正确地计算水泵的最大允许安装高度,合理的利用水泵的最大允许安装高度。水泵的最大安装高度计算:has=hsv2/2g一∑hs(4?14)式中has?水泵的最大允许安装高度,m;hs?修正后的水泵允许吸上真空高度,m;v?吸水管的流速,m/s;g?重力提速度,取g=9.81m/s2;∑hs?吸水管的水头损失,m。对水泵样本中所给定的允许吸上真空高度h。,是在标准状况下(大大气的压力10.33mh2 0,水温20℃),由专门的汽蚀试验求得的,当水泵安装实际地点的大大气的压力和所抽升的液体的度不符合标准状况时,应对水泵厂所给定的h。值进行修正,即:h's=hs-(10.33-hs)一(hva-0.24)式中hs?为水泵铭牌或样本中给定的允许吸上真空高度,mh20;h's?修正后的水泵允许吸上真空高度,mh2 0;v?安装地点的大大气的压力,mh[sub]2[/sub]o;海拔高度与大大气的压力的关系见表4?4;hva?实际水温下的达到最高限度蒸汽压力(见表4~5),mh2 0。表4-4海拔高度与大大气的压力(pa/r)关系海拔-600 0100200300400500600 700大大气的压力(pa/r)/mmh 2011.310.3310.210.110.o 9.89.79.6 9.5海拔800 900 1000 1500 2000 3000 4000 5000 6000大大气的压力(pa/r)/mmh 209.49.39.28.6 8.47.36.35.5表4-5水温与达到最高限度蒸汽压力(hva=pva/r)水温/℃0 510 20 30 40达到最高限度蒸汽压力肌0.0 0.09 0.12 0.24 0.43 0.75水温/℃50 60 70 80 90 100达到最高限度蒸汽压力/1.25 2.02 3.17 4.82 7.14 10.333、汽蚀余量与汽蚀的防止1.汽蚀余量离心泵的吸水性能通常用允许吸上真空高度h。来衡量,h。值越大,说明水泵的吸水性能越好,抗汽蚀性能越好。对轴流泵、热水汽锅给水泵等,叶轮常需安在最低水面下,其安装高度通常是负值,对这类水泵常用"汽蚀余量"来衡量它们的吸水性能。hsc=ha-hva-∑hsmhss(4?15)式中hsv?总汽蚀余量;ha?吸水井表面的大大气的压力力,m;hva?该水温下的汽化压力,m;∑hs?吸水管的水头损失之和,m;hss?水泵吸水地形高度,即安装高度,m,水泵为抽吸式工作,hss前取"-"号,水泵为自灌式工作,hss前取"+"号。应用汽蚀余量时,应注意以下几点。(1)允许汽蚀余量h。v随流量q变化而变化,流量增长,汽蚀余量hsv也增长,如图4一15所不。(2)允许汽蚀余量h。不必修正,这是因为汽蚀余量的基准面是水泵泵轴(立式泵为叶轮中心线),以是不用修正海拔高度影响;而汽蚀余量定义式中已经包孕达到最高限度蒸汽压,以是也不用修正温度影响。(3)用允许吸上真空高度h。,还是用汽蚀余量hsv来衡量水泵的吸水性能,应根据水泵类型,本着使用利便的原则确定,一般由水泵厂家在样本中给出。使用者使用哪一个参量计算hss,取决于水泵样本给定的参量资料。2.汽蚀的防止水泵样本中所供给的汽蚀余量是"必要的汽蚀余量'',为防止水泵发生汽蚀现象,在水泵站实际计算时,应控制其实际汽蚀余量比水泵厂要求的"必要的汽蚀余量"大0.4~0.6mh20。在具体预设时,可以从如下几个方面考虑。(1)选定适合的安装高度hss。考虑到水泵长期使用后性能会下降,在预设时要把计算出来的安装高度hss调低一些,以适应长期使用后,水泵允许吸水真空高度h。的降低。(2)管路布置时尽可能减小管路水头损失∑hs,使得水泵进口处预设汽蚀余量尽可能大一些。(3)水泵吸水性能的校核,应用最不利工况进行计算,以确保水泵吸水条件。(4)当所抽的水是热水时,应尽量采用自灌式,使泵轴在水面以下。(5)水泵叶轮应选用硬度大、光洁度好的质料。硬度大可抗汽蚀;光洁度好,可减少气泡在叶轮金属壁面上的黏着,减小汽蚀的危害。(6)若出现汽蚀现象,可采取减小流量的措施,提高实际汽蚀余量,防止发生汽蚀。[/sub]
1主题内容与合用范围本标准规定了交流电气传动的工业用离心泵、混流泵、轴流泵和漩涡泵系统经济运行技术要求、判别与评价、管理和技术措施。本标准合用于企事业单元,也合用于与交流电气传动的泵系统涉及的预设、制造与管理部门。2引用标准gb 3485评价企业合理用电技术导则gb 5623产品电耗定额制定和管理导则gb 8222企业装备电能平衡公例gb 12497三相异步电动机经济运行gb/t 13468泵类系统电能平衡的试验与计算方法gb/t 13471节电措施经济效益计算与评价方法gb/t 13466交流电气传动风机(泵类、压缩机)系统经济运行公例3系统经济运行的技术要求3.1系统的机组装备必需达到选型优化、匹配合理。3.1.1交流电气传动系统中的装备优先选用国家发布或已通过省级以上部门鉴定的节能型产品。3.1.2新建或更新系统,要选用节能型产品。严禁采用国家已淘汰的产品。3.1.3系统中的机组额定效率与用节能型产品替代的机组额定效率之比应不低于4.2条表1中第1栏的合格指标要求。3.1.4机组电能利用率与现有机组额定电能利用率之比应按4.2条表1中第2栏的规定达到查核的要求。3.2交流电动机的选型要求3.2.1泵配套的交流电动机应按gb 12497标准运行。3.2.2在考虑企业配电电压等级的条件下,电机类型应接gb 3485的要求选取。3.3泵的选型要求3.3.1在多种工况出产工艺条件下,按负载特性选择匹配的泵,对多机组系统选型时应餍足串并联技术条件的要求。3.3.2用户或预设部门必需根据运送液体的性质、严格控制的安全余量和保持差别工况的综合高效等,确定泵的性能参量与型号。3.3.3预设选型应使泵运行工况点在制造厂所规定的使用范围内,并应达到3.5.1~3.5.2条规定的要求。3.4管网设置要求3.4.1系统中管网应在优化出产工艺的条件下确定合理敷设方案和运送半径。3.4.2根据出产工艺的条件,合理选用管材及管径。3.4.3管道中液体速度应按经济流速选取。3.4.4管网电能利用率与管网额定电能利用率之比应按4.2条表1中第3栏的规定达到查核的要求。3.4.5管网中应尽量少采用管接头、弯头、三通、阀门等管件,减少管道附件阻力损失。3.4.g管网中的通流剖面应减少俄然扩展、缩小、分流、变向、急转弯等情况,弯管曲率半径应不小于管道直径的1.25倍,减少管道局部阻力损失。3.4.7管网应避免泄漏。3.4.8吸入管道的要求:a.泵的安装高度、吸入管道的配置应餍足最大流量时必需汽蚀余量的要求;b.在工艺条件允许的情况下,尽量采用正压进水;c.泵的吸入管道不应有气囊存在,水平吸入管道应向上向泵的吸入口方向倾斜,斜度不小于千分之五;d.轴流泵、混流泵和大型离心泵吸入流道布置与流速的选择,应包管吸入液流不产生涡流;e.在吸入管道上尽量不用底阀而用抽真空或其他方法代替,以减少管道损失及包管泵的汽蚀性能;f.为包管泵的吸上性能,运送常温清水的吸入管道液体流速一般为2m/s。3.4.9排出管道要求:a.总管与分管毗连,若条件允许应尽量用斜交毗连代替直交毗连;b.根据需要采用无附加阻力和微阻力阀;c.排出管道应采用经济流速,运送常温清水的液体流速一般可采用3m/s。3.5系统运行的要求3.5.1对负载和系统阻力特性进行试验并换算成标准状态值,绘制出管网特性曲线(或称装配特性曲线)。系统运行时,泵特性要与负载及管网总阻力特性相匹配,尽量使运行工况点在制造厂规定的范围内。3.5.2系统常用运行工况的运行效率不低于泵额定效率的8 0%。3.5.3.运送液体的单元电耗按4.2条表1中第4栏的规定应在电耗定额以内。3.5.4各企业应按gb 5623制定系统的电耗定额。4系统经济运行的判别与评价4.1系统经济运行判别与评价的内容4.1.1对机组装备的判别与评价以在装使用的机组额定效率与国家发布的相应规格的节能型产品机组的额定效率相比进行判别。4.1.2对机组运行的判别和评价用统计期内机组电能利用率与其额定电能利用率(其数值与机组额定效率值相称)相比进行判别。4.1.3对管网的判别和评价用统计期内管网电能利用率与其额定电能利用率(其数值与管网预设效率值相称)相比进行判别。4.1.4对系统运行的判别和评价在机组装备和机组及管网运行判别合格的基础上,用系统运行时单元液体实际电耗与电耗定额框比进行判别。4.2系统经济运行判别与评价的标准,见表1的注①。4.3系统经济运行判别与评价的计算公式4.3.1机组额定效率式中:ηje?机组额定效率,%;p[sub]ye[/sub]?额定工作状态下,泵输出的有效功率,kw;p[sub]je[/sub]?额定工作状态下,电源输入机组的有功功率,kw;g?重力提速度,m/s2;ρ[sub]b[/sub]?泵运送液体的疏密程度,k9/m3;q[sub]be[/sub]?额定工作状态下,泵输出的流量,m3/s;h[sub]be[/sub]?额定工作状态下,泵的扬程,m。4.3.2机组电能利用率表1系统经济运行判别与评价的标准比力内容对现有机组装备的判别指标对现有机组运行的判别指标对管网的判别指标对系统运行的判别指标等级现有机组额定效率/用节能型产品替代×100%机组额定效率现有机组实测电能利用率/现有机组额定电能利用率×100%管网额定电能利用率/管网额定电能利用率×100%实际单元电耗/电耗定额×100%优良90 85 80 100合格≥80~90≥70~85≥70~80=100不合格80 70 70 100注:①表1中所列指标仅为一般情况,不能餍足七十二行的特殊要求时,七十二行应参照标准和统计资料自定。1)应符合国家或行业标准,并已通过省级以上部门鉴定的产品。机组额定效率的术语见gb/t13466 3.5条。2)见gb/t 13466 3.9条。3)见gb/t 13466 3.11条。式中:hj一机组电能利用率,%;p[sub]yi[/sub]?机组在第i种负载下运行时,泵输出的有效功率,kw;ti?第i种负载的运行时间,h;wi?在第i种负载下运行时,电源输入机组的电能量,kw?h;n?差别的负载数;q[sub]bi[/sub]?第i种负载运行时,泵输出的流量,m3/s;h[sub]bi[/sub]?第i种负载运行时,泵的扬程,m。4.3.3机组额定电能利用率式中:h[sub]je[/sub]?机组额定电能利用率,%;隔膜泵tj?统计期机组运行总时数,h。4.3.4管网电能利用率式中:hg?管网电能利用率,0a;wgy?管网输出端的有效能量总和,kw?h;wgc?管网输入端的有效能量,kw?h;qgi?第i种负载运行时,管网输出的流量,m3/s;hgi?第i种负载运行时,管网末端的扬程,m。4.3.5管网额定电能利用率式中:h[sub]ge[/sub]?管网额定电能利用率,%;p[sub]gy[/sub]?管网预设输出有效功率,kw;p[sub]ge[/sub]?预设输入管网有效功率,kw;t[sub]g[/sub]?统计期管网运行总时数,h;ηes?管网预设效率,%;q[sub]ge[/sub]?额定工作状态下,管网输出的流量,m3/s;h[sub]ge[/sub]?额定工作状态下,管网末端的扬程,m。4.3.6系统电能利用率式中:h[sub]∑[/sub]?系统电能利用率,%;p[sub]gi[/sub]?系统在第i种负载运行时,管网输出的有效功率,kw;wi?在第i种负载下运行时,电源输入系统的电能量,kw.h。4.3.7多机组系统,应按gb 82 22中6.2,6.3条公式计算出串联或并联机组的系统电能利用率。4.3.8系统实际单元电耗式中:ad?实际单元电耗,kw.h/(t.m)。4.4系统经济运行的判别程序第一步,按4.2条表l中第l栏对在装运行的机组装备进行判别。如不合格,要作阐发再确定是不是进行第二步。第二步,按4.2条表l中第2栏对机组运行进行判别。合格后再进行第三步。第三步,按4.2条表l中第3栏对管网运行进行判别。合格后再进行第四步。第四步,按4.2条表l中第4栏对系统运行进行判别。也合格后才认为是达到了系统经济运行。5系统经济运行的管理5.1开展系统经济运行的单元要掌握与运行涉及的工况因素,了解系统中机组管网是不是经常处于经济运行状态。工况因素:a.工作制:连续、断续;b.负荷性质:稳定、变化;c.泵特性;d.管网特性;e.系统结构特点:开式回路、闭式回路、单回路、多回路、单级、多级;f.关键部件阻力特性、传热特性、调节特性;9.运送液体的种类、性质、成分、温度、压力;h.工艺要求的变化历程;i.起、制动要求;j.年运行总时数口5.2泵机组,管网等必需按《企业能源计量器具配备和管理公例》(试行)和gb 3485、gb/t 13468,在涉及部位安装流量、压力测量仪表,监视系统运行情况。5.3建立运行日志和装备的技术档案。5.4建立系统运行操作规程、变乱处理规程、用电查核制度、检验测定维修制度。5.4.1应按制造厂的安装使用说明书进行维护,发现异常应实时处理。5.4.2机组装备应定期或不定期检修,实时更换损坏零部件,达到3.1.3和3.1.4条的要求。5.4.3旧管道应定期或不定期进行检查清理。5.4.4管理和操作人员都必需经过技术培训才能上岗。6系统经济运行的技术措施6.1对压力、流量均变化幅度较大,且运行时间较长的系统,应采取有效节能调节措施。一般不宜采用阀门或旁路分流等方法调节流量或扬程,但在变负载的情况下又不宜采用调速装配时,可采用:a.小型离心泵合用节流法;b.漩涡泵合用旁路分流法;c.对混流泵、轴流泵可改变叶片安装角度或调节进口的导向叶片调节流量和扬程。6.2现有系统机组容量选用裕量过大,运行负载又基本不变,系统长期处于低负载运行可采用下列方法改进:a.切割叶轮;b.减少叶轮级数;c.改换叶轮或水泵;d.降低转速。6.3昼夜、季节等时间因素导致工艺变化使压力、流量随之变化,且变化幅度较大时,可采用加装(串联或并联)或更换小容量机组运行,以及采用能量回收泵的措施。6.4对压力或流量变化幅度较大,年运行总时数较长的系统,应按表2的条件并通过gb/t 13471进行评价后才可采用调速装配。表2变化参量参量范围容量,kw 15~30 30~110 110流量变化幅度,%30 20 10变工况年时率,%40 30 30年总运行时间,h 5000 4000 3000 6.5根据工艺需要,在技术经济允许的条件下,系统可采用徽标控制。6.6系统应采取的其它措施:a.二次循环供水系统应充实利用进水水头;b.对有吸入真空的泵,吸入管及填料函应防止漏气;c.多机组系统并联运行时,尽量采用等扬程特性的泵;串联运行时,尽量采用等流量特性的泵;d.运送高温液体的装备和管网应符合保温技术条件涉及标准的要求,减少热能损耗;e.在大中型系统中应优先采用末端恒压运行方式。附加说明:本标准由国家计委、能源部、机械电子工业部、国家技术监督局提出。本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会合理用电分委员会归口。本标准由沈阳水泵研究所和中国标准化与信息分类编码研究所负责起草。本标准起草人张成、周绍珩、华生泉。
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